Sự khác biệt chính - Cilia vs Flagella

Lông mao và lông roi là những cấu trúc bên ngoài trong tế bào, góp phần chủ yếu vào sự vận động của tế bào. Các lông mao là những cấu trúc giống như sợi tóc, ngắn, hiện diện với số lượng lớn trên khắp bề mặt của một số tế bào. Trùng roi là những cấu trúc dài, giống như sợi chỉ, hiện diện với số lượng ít hơn chỉ ở một đầu của tế bào. Lông mao đập theo nhịp phối hợp trong khi lông roi đánh độc lập với nhau. Lông mao chỉ có ở tế bào nhân thực. Trùng roi được tìm thấy trong cả tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực. Các sinh vật có chứa cả lông mao và lông roi có thể được xếp vào nhóm undulipodia. Các Sự khác biệt chính giữa lông mao và lông roi là lông mao ngăn cản sự tích tụ bụi bên trong ống thở, tạo ra một lớp màng nhầy mỏng dọc theo ống trong khi trùng roi chủ yếu được các tế bào sinh tinh sử dụng để tự đẩy đi qua cơ quan sinh sản của nữ giới.

Bài báo này giải thích,

1. Cilia là gì - Cấu trúc, loại, chức năng, tính năng 2. Flagella là gì - Cấu trúc, loại, chức năng, tính năng 3. Sự khác biệt giữa Cilia và Flagella

Cilia là gì

Lông mao là những cấu trúc hoặc bào quan giống như lông, mảnh mai kéo dài từ bề mặt của hầu hết các tế bào nhân thực. Hai loại lông mao được tìm thấy trong tế bào nhân thực: lông mao sơ ​​cấp / không di động và lông mao di động.

Lông mao chính

Các lông mao sơ ​​cấp được tìm thấy trong mọi tế bào động vật; một cilium sơ cấp duy nhất được tìm thấy trong tất cả các tế bào của động vật có vú. Chúng chủ yếu được tìm thấy trong các cơ quan cảm giác của con người như mắt và mũi. Tế bào cảm thụ quang hình que đoạn ngoài, được tìm thấy trong mắt người, kết nối với cơ thể tế bào của nó thông qua một cilium chuyên biệt. Núm đuôi gai của nơ-ron khứu giác cũng chứa khoảng mười lông mao chính. Do đó, các lông mao sơ ​​cấp được coi như là các râu tế bào cảm giác phối hợp nhiều đường truyền tín hiệu trong tế bào. Những con đường tín hiệu này đôi khi có thể đi đôi với sự phân chia và biệt hóa của tế bào. Sự suy giảm chức năng của các lông mao chính dẫn đến các bệnh như ung thư di truyền, bệnh thận đa nang và bệnh tim bẩm sinh.

Motile Cilia

Các lông mao motile được tìm thấy với số lượng lớn trên bề mặt tế bào, đập theo từng đợt phối hợp. Các lông mao trong niêm mạc khí quản quét chất nhầy có chứa chất bẩn ra khỏi phổi. Việc đánh bay các lông mao trong ống dẫn trứng ở phụ nữ cho phép sự di chuyển của noãn từ buồng trứng về phía tử cung. Các kênh natri biểu mô được tìm thấy dọc theo cilium, điều chỉnh mức chất lỏng, tắm cho lông mao. Khả năng vận động của lông mao phụ thuộc vào mức chất lỏng xung quanh chúng. Các lông mao trên biểu mô hô hấp ở phổi được thể hiện trong hình 1.

Hình 1: Các lông mao trên biểu mô đường hô hấp

Cấu trúc của lông mao

Các lông mao được hình thành trong quá trình phát sinh ciliogenesis. Một bộ xương tế bào dựa trên vi ống, được gọi là axoneme, được tìm thấy bên trong lông mao. Trong lông mao sơ ​​cấp, sợi trục này chứa chín bộ đôi vi ống bên ngoài (9 + 0 axoneme), chúng tập hợp thành một vòng. Ở cilium di động, ngoài chín vòng kép vi ống bên ngoài, hai đơn bội vi ống trung tâm (9 + 2 axoneme) có ở giữa cilium.

Dynein là protein tạo cầu nối, tham gia vào các bộ đôi vi ống lân cận. Dynein được kích hoạt bởi ATP để tạo ra chuyển động uốn cong bằng cách trượt qua các đôi vi ống liền kề. Bộ xương sợi trục cung cấp các vị trí liên kết cho các protein vận động phân tử như kinesin II. Kinesin II góp phần mang protein lên và xuống trong vi ống.

Cilium, ở gốc của nó, được gắn vào cơ thể cơ bản, là trung tâm tổ chức vi ống. Phần thân cơ bản chứa các protein như CEP164, CEP170 và ODF2, điều chỉnh sự ổn định và hình thành cilium. Vùng chuyển tiếp giữa sợi trục và thân cơ bản đóng vai trò là trạm kết nối cho các protein vận động và vận chuyển trong sao. Gốc mật là một cấu trúc xương tế bào, có đường kính khoảng 100 nm, bắt nguồn từ thân cơ bản và kéo dài về phía nhân tế bào. Cấu trúc của một cilium chuyển động được thể hiện trong hình 2.

Hình 2: Cấu trúc của cilium

Chức năng của lông mao

Cilium hoạt động như một loại thuốc nanomachine bao gồm khoảng 600 protein trong phức hợp phân tử của nó, hoạt động độc lập. Trong các tế bào biểu mô, các lông mao sơ ​​cấp đóng vai trò như các râu tế bào, cung cấp quá trình hóa trị, cảm biến cơ học và cảm biến nhiệt của môi trường ngoại bào. Chúng làm trung gian cho các con đường truyền tín hiệu tế bào. Các lông mao mềm cũng đóng một vai trò bài tiết ở hạ lưu dòng chảy của chất lỏng. Hầu hết các tế bào biểu mô đều có lông mao. Lớp lông mao ngăn chặn sự tích tụ bụi bên trong các ống thở, khí quản bằng cách tạo ra một lớp niêm mạc mỏng dọc theo khí quản. Các lông mao trong tế bào ống dẫn trứng cho phép noãn di chuyển dọc theo ống dẫn trứng.

Flagella là gì

Trùng roi là những bào quan giống như lông mi, chúng nhô ra từ một bên của một số tế bào nhân sơ hoặc nhân thực. Vai trò chính của trùng roi trong tế bào là vận động tế bào. Trùng roi cũng đóng vai trò là bào quan cảm nhận các chất hóa học và nhiệt độ của môi trường bên ngoài. Trùng roi sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn khác nhau về thành phần cấu tạo. Chlamydomonas, chứa roi ở mặt bên của tế bào được thể hiện trong hình 3.

Hình 3: Chlamydomonas với trùng roi của chúng

Cấu trúc của Flagella

Ba loại trùng roi được xác định: vi khuẩn, vi khuẩn cổ và sinh vật nhân chuẩn. Trùng roi ở vi khuẩn là những sợi xoắn, chứa các động cơ quay quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Có thể xác định các cách sắp xếp khác nhau của các roi tế bào nhân sơ. Vi khuẩn monotrichous giống Vibrio cholera chứa một trùng roi duy nhất. Nhiều trùng roi nằm ở cùng một điểm có thể được tìm thấy ở vi khuẩn lophotrichous. Các cơ sở của các roi này được bao quanh bởi một vùng màng tế bào chuyên biệt được gọi là bào quan cực. Vi khuẩn bao gồm hai roi ở mỗi hai bên đối diện được gọi là vi khuẩn amphitrichous. Một số xoắn khuẩn bao gồm các roi chuyên biệt phát sinh từ các cực đối diện, chúng đóng góp như một sợi trục. Vi khuẩn màng bụng như E Coli chứa các roi từ mỗi hướng. Sự sắp xếp của trùng roi vi khuẩn được thể hiện trong hình 4.

Hình 4: Sự sắp xếp trùng roi ở vi khuẩn

Trùng roi vi khuẩn bao gồm một động cơ quay được gọi là động cơ, được tạo thành từ các protein. Nó được cung cấp bởi động lực proton, được tạo ra bởi H⁺ gradient nồng độ ion qua màng tế bào. Rôto hoạt động ở khoảng 6, 000 đến 17, 000 vòng / phút. Flagella hoạt động ở khoảng 200 đến 1, 000 vòng / phút. Sự quay của roi có thể đạt được 60 độ dài tế bào mỗi giây.

Mặt khác, trùng roi cổ được coi là không tương đồng. Lông roi của sinh vật nhân chuẩn có cấu trúc tương tự như lông mao của sinh vật nhân chuẩn nhưng khác nhau về chức năng. Tế bào nhân chuẩn như động vật, thực vật và sinh vật nguyên sinh có chứa roi trong tế bào của chúng.

Chức năng của Flagella

Trùng roi vi khuẩn và vi khuẩn cổ có liên quan đến sự di chuyển của tế bào, di chuyển tế bào đến một vị trí khác để thực hiện các yêu cầu như nuôi dưỡng, sinh sản và tuần hoàn. Tinh trùng của động vật có vú đặc biệt sử dụng trùng roi để đẩy qua cơ quan sinh sản của con cái cho đến khi chúng gặp noãn.

Các nhánh bên trong và bên ngoài của dynein, nối chín đôi vi ống, sử dụng năng lượng từ ATP thủy phân để tạo ra chuyển động giống như chân vịt ở trùng roi. Sự hiện diện của nexin trong trùng roi tạo ra chuyển động phẳng, giống như sóng. Sự khác biệt giữa cách đánh của trùng roi và cilium được thể hiện trong hình 5.

Hình 5: Sự khác biệt giữa chuyển động của trùng roi và xilium

Sự khác biệt giữa Cilia và Flagella

Số mỗi ô

Lông mi: Một tế bào có chứa rất nhiều lông mao.

Roi: Một tế bào chứa ít trùng roi hơn.

Hình dạng

Lông mi: Lông mao là những cấu trúc giống như lông ngắn.

Roi: Trùng roi là những cấu trúc dài, giống như roi.

Chiều dài

Lông mi: Các lông mao dài khoảng 5-10 µm.

Roi: Trùng roi có chiều dài khoảng 150 µm.

Kết cấu

Lông mi: Các lông mao sơ ​​cấp bao gồm cấu trúc 9 + 0 axoneme, và các lông mao di động bao gồm cấu trúc 9 + 2 axoneme. Cả hai loại lông mao đều thiếu nexin.

Roi: Trùng roi bao gồm cấu trúc 9 + 2 axoneme, và nexin được tìm thấy giữa các đôi vi ống, tạo ra chuyển động quay trong trùng roi.

Sự có mặt

Lông mi: Lông mao chỉ có ở tế bào nhân thực.

Roi: Trùng roi được tìm thấy ở cả tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực.

Tần suất xảy ra

Lông mi: Lông mao xảy ra khắp tế bào.

Roi: Trùng roi xảy ra ở một đầu của tế bào.

Sự phối hợp

Lông mi: Cilia đánh phối hợp.

Roi: Trùng roi đánh độc lập.

Sự chuyển động

Lông mi: Các lông mao cho thấy chuyển động quét hoặc đột quỵ mặt dây chuyền.

Roi: Flagella cho thấy chuyển động không điều tiết.

Cơ chế của chức năng

Lông mi: Cilia sử dụng kinesin, có chứa hoạt động ATPase, tạo ra năng lượng để thực hiện chuyển động.

Roi: Các lá roi được cung cấp bởi động lực proton của màng sinh chất.

Vai diễn

Lông mi: Lông mao ngăn chặn sự tích tụ bụi trong ống thở bằng cách tạo ra một lớp màng nhầy mỏng trong ống.

Roi: Trùng roi chủ yếu được sử dụng bởi các tế bào tinh trùng để di chuyển và đẩy.

Hàm số

Lông mi: Các lông mao tham gia vào các quá trình như vận động, cho ăn và tuần hoàn.

Roi: Flagella tham gia vào quá trình vận động.

Các ví dụ

Lông mi: Lông mao được tìm thấy trong niêm mạc của các ống cơ thể như đường hô hấp và cơ quan sinh sản ở động vật có vú.

Roi: Hầu hết vi khuẩn, vi khuẩn cổ và sinh vật nhân chuẩn đều có trùng roi. Euglena được coi là một sinh vật nhân chuẩn có lông roi. Ở động vật có vú, các tế bào sinh tinh đặc biệt bao gồm các roi.

Phần kết luận

Cả lông mao và lông roi đều là những bào quan có cấu trúc giống hệt nhau; sự khác biệt chính giữa lông mao và lông roi là ở chức năng của chúng chứ không phải cấu trúc. Lông mao là những cấu trúc ngắn giống như lông, được tìm thấy với mật độ dày trên bề mặt tế bào động vật có vú. Lông mao thể hiện sự đập tới lui trong khi trùng roi biểu hiện chuyển động giống như cánh quạt. Do đó, các lông mao chủ yếu tham gia vào quá trình kiếm ăn, sinh sản và tuần hoàn ở sinh vật nhân chuẩn và roi chủ yếu tham gia vào quá trình vận động. Lông mao bảo vệ đường hô hấp khỏi sự tích tụ bụi. Các lông mao trong ống dẫn trứng của động vật có vú di chuyển noãn từ buồng trứng đến tử cung. Mặt khác, trùng roi tham gia vào quá trình đẩy tinh trùng về phía noãn thông qua cơ quan sinh sản của nữ giới.

Tham khảo: 1. "Cilium." Wikipedia. Wikimedia Foundation, ngày 14 tháng 3 năm 2017. Web. Ngày 19 tháng 3 năm 2017. 2. “Flagellum.” Wikipedia. Wikimedia Foundation, ngày 16 tháng 3 năm 2017. Web. Ngày 19 tháng 3 năm 2017.

Hình ảnh Lịch sự: 1. “Biểu mô phế quản 3 - SEM” của Charles Daghlian - (Public Domain) qua Commons Wikimedia2. “Sơ đồ cilium sinh vật nhân chuẩn vi” Bởi LadyofHats - Tác phẩm riêng (Miền công cộng) qua Commons Wikimedia3. “Chlamydomonas (10000x)” (Miền công cộng) qua Commons Wikimedia4. “Flagella” của Adenosine - Tác phẩm riêng (CC BY 3.0) qua Commons Wikimedia5. “Flagellum-beat” Bởi Flagellum-beat.png: Kohidai, L. Tác phẩm cải tiến: Urutseg (talk) - Flagellum-beat.png (CC BY 3.0) qua Commons Wikimedia